УДК 624.04 (075)

САМОХОДНАЯ ВИБРАЦИОННАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ БЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ

Маслов Александр Гаврилович1, Жанар Батсайхан2
1Кременчугский национальный университет имени Михаила Остроградского, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой конструирования машин и технологического оборудования
2Кременчугский национальный университет имени Михаила Остроградского, аспирант кафедры конструирования машин и технологического оборудования

Аннотация
Описаны конструкция и принцип действия самоходной вибрационной установки, предназначенной для формования длинномерных бетонных изделий из жестких бетонных смесей. Определена эффективность уплотнения бетонных смесей в зависимости от жесткости смеси, толщины уплотняемого слоя и скорости перемещения самоходной вибрационной установки, работающей в виброударном режиме.

Ключевые слова: бетонная смесь, вибрационная установка, конструкция, уплотнение


SELF-PROPELLED VIBRATING UNIT FOR FORMING CONCRETE PRODUCTS

Maslov Alexander Gavrilovich1, Zhanar Batsaikhan2
1Mikhailo Ostrohradskyi Кremenchuk National University, doctor of technical Sciences, Professor, head of Department of design of machines and technological equipment
2Mikhailo Ostrohradskyi Кremenchuk National University, PhD student of the Department of designing of machines and technological equipment

Abstract
The design and principle of operation self-propelled vibratory installation, designed for moulding long concrete articles of hard concrete. The efficiency of compaction of concrete mixes depending on the stiffness of the mixture, the thickness of the sealing layer and the speed of movement of self-propelled vibratory installation operating in vibroimpact mode.

Keywords: compaction, concrete mix, construction, vibration installation


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Маслов А.Г., Жанар Б. Самоходная вибрационная установка для формования бетонных изделий // Современные научные исследования и инновации. 2016. № 11 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2016/11/74663 (дата обращения: 03.06.2017).

На основании проведенных нами теоретических и экспериментальных исследований были определены основные параметры и разработана конструкция самоходной вибрационной установки для формования длинномерных бетонных изделий (рис. 1 – 2) из жестких бетонных смесей.

Вибрационная установка для формования длинномерных изделий (рис. 1 – 2) предназначена для уплотнения в форме бетонных плит, стеновых и фундаментных блоков, столбов, бордюр и др. Она включает раму 1 пространственной конструкции, состоящую из основания, выполненного из продольных и поперечных швеллеров, покрытых стальным листом, и четырех стоек, на которых жестко закреплены два верхних продольных лонжерона. На продольных лонжеронах установлена тяговая тележка 2, к которой на регулируемых тягах 3 подвешена траверса 4, выполненная в виде поперечных швеллеров и опорной плиты, соединенных между собой резьбовым соединением. К опорной плите траверсы 4 на упругих амортизаторах 5 подвешена виброплита 6, снабженная вибровозбудителем круговых колебаний 7, который смещен к передней кромке виброплиты. Тяговая тележка выполнена в виде опорной плиты 8 (рис. 2), на которой закреплены подшипниковые узлы 9, служащие опорой для приводной 10 и пассивной  11 осей. На концах осей  10 и 11 жестко закреплены катки 12, при помощи которых тяговая тележка опирается на продольные лонжероны рамы 1. Катки 12 снабжены  ребордами,  препятствующими осевому смещению тяговой тележки.

 

Рисунок 1 – Общий вид вибрационной установки для формования длинномерных бетонных блоков

Приводная ось 10 получает вращение от цепной передачи, выполненной в виде приводной 13 и ведущей 14  звездочек, связанных цепью 15. Ведущая звездочка 14 цепной передачи закреплена на выходном валу червячного редуктора 16, входной вал которого через муфту 17 связан с приводным электродвигателем 18. На плоской поверхности основания пространственной рамы 1 установлена форма 19, заполненная бетонной смесью 20.   Регулируемые  тяги  3 имеют  в  своей верхней части шарнирное закрепление  21,  что   позволяет   без   перекосов осуществлять регулирование установки виброплиты, как по высоте, так и при установке необходимого угла атаки.

 

Рисунок 2 – Вид А на рис.5.15

Работа  вибрационной установки осуществляется следующим образом.

При помощи регулируемых тяг 3 устанавливается необходимая толщина уплотняемого слоя и требуемый угол атаки виброплиты. На плоской поверхности основания 1 устанавливается форма 19 со съемными или откидными бортами, которая заполняется  цементобетонной смесью ровным слоем. Включаются вибровозбудитель круговых колебаний 7 и электродвигатель 18 привода тяговой тележки. При этом движущаяся тяговая тележка перемещает виброплиту 6, которая под действием вибровозбудителя круговых колебаний 7 совершает сложные пространственные колебания и оказывает на уплотняемую среду переменное амплитудно-частотное вибрационное воздействие. В результате поверхность уплотняемой смеси деформируется в вертикальном направлении с высокой частотой и переменной амплитудой и одновременно подвергается сдвиговым деформациям в горизонтальном направлении. Такой режим работы  позволяет обеспечить эффективное уплотнение и выглаживание поверхности уплотняемого слоя.

Вибрационная установка разработана таким образом, что на ней можно  формовать различные бетонные изделия с разным поперечным сечением при их разной длине.

Техническая характеристика разработанной вибрационной установки для формования длинномерных изделий:

– масса вибрационной плиты – 45,78 кг;

– длина днища вибрационной плиты –  50 см;

– ширина вибрационной плиты –  40 см;

– координаты центра тяжести вибрационной плиты относительно точки С, расположенной в центре днища:

– по вертикали –  8,83 см;

– по горизонтали –  7,19 см;

– массовый момент инерции вибрационной плиты относительно её центра тяжести – J =1,61 кг · м2 (16,4 кг · см · с2) (16,4 );

– расстояние  от центра тяжести виброплиты до центра приложения возмущающих сил вибровозбудителя круговых колебаний соответственно  в  горизонтальном и вертикальном направлениях: 11,83 см и  11,1 см;

– расстояние  от центра тяжести виброплиты до передней и задней упругих  опор  в горизонтальном направлении соответственно  равно: 6,165 см  и   24,537 см;

– расстояние  от центра тяжести виброплиты до передней и задней упругих опор в вертикальном направлении: 9,397 см;

– электромеханический вибровозбудитель колебаний (вибратор ИВ-99Б; возмущающая сила  – Q =2,45…4,9 кН;  угловая  частота  колебаний ω = 293 рад/с; масса – 12  кг);

– жесткость  передних  амортизаторов  в  вертикальном  направлении – 314 кН/м (320 кг/см);

– жесткость    задних   амортизаторов  в  вертикальном   направлении – 470 кН/м (480 кг/см);

– рабочая скорость перемещения тяговой тележки – 2,4…3,4 м/мин;

– толщина формуемых изделий – 100…200 мм;

– длина формуемых изделий – 400…3000 мм;

– редуктор привода тяговой тележки – 2ЧМ-80; передаточное отношение 80; номинальный крутящий момент на выходном валу 170 Н/м;

– электродвигатель привода ходовой тележки – АИРС71А4; частота вращения n = 1365 об/мин; мощность 0,6 кВт;

– масса ходовой тележки вместе с подвеской, виброплитой и  вибровозбудителем колебаний – 181,5 кг;

– габаритные размеры установки:

– длина – 4880 мм;

– ширина – 685 мм;

– высота – 1076 мм;

– масса вибрационной установки – 518 кг.

При формовании бетонных изделий вибрационная установка может быть настроена на вибрационный или виброударный режим работы виброплиты. При вибрационном режиме работы виброплита не отрывается от уплотняемой среды, а при виброударном режиме работы виброплита отрывается от уплотняемой среды, т.е. за каждый цикл колебаний виброплита отрывается от уплотняемой среды, движется в воздухе и затем, ударяясь,  , деформирует уплотняемую среду виброимпульсным воздействием. Наиболее предпочтительным является виброударный режим.

В табл. 1 приведены физико-механические свойства бетона из жестких бетонных смесей, уплотненных виброударным воздействием при скорости рабочего органа 3,4 м/мин.

Приведенные экспериментальные исследования показали высокую эффективность предлагаемого виброударного рабочего органа со смещенным к передней кромке днища виброплиты вибровозбудителем круговых колебаний.  При этом основные параметры вибрационного рабочего органа должны быть выбраны такими, чтобы динамическая система при вибрационном нагружении работала в дорезонансном режиме.

Таблица 1 – Изменение коэффициента уплотнения бетонных смесей в зависимости от жесткости смеси, толщины уплотняемого слоя и скорости перемещения виброударного рабочего органа.

№ п/п

Жесткость бетонной смеси, с

Скорость  рабочего органа, м/мин

Толщина уплотняемого слоя, мм

Плотность бетона, кг/м3

Коэффициент уплотнения

1

30

3,4

120

2390

0,996

2

200

2375

0,992

3

60

3,4

120

2390

0,994

4

200

2378

0,99

5

90

3,4

120

2380

0,99

6

200

2365

0,985

Таким образом, приведенные результаты экспериментальных иссле­дований позволяют сделать вывод, что предлагаемый виброударный ра­бочий орган со смещенным к передней кромке виброплиты вибровозбудителем круговых колебаний обеспечи­вает эффективное уплотнение смесей жесткостью 30 – 90 с, уложенных слоем 100…200 мм при скорости перемещения рабочего орга­на до 3.4 м/мин.


Библиографический список
  1. Maslov, A.G., Zhanar Batsaikhan (2015) “The Research of  oscillations of  the machine working body of the for compaction of concrete mixes in vibration working mode”, Transactions of Kremenchuk Mykhailo Ostrohradskyi National University. Kremenchug: KRNU, Issue (91), pp. 92 – 97.
  2. Маслов А.Г., Саленко Ю.С. Вибрационные машины и процессы в дорожно-строительном производстве. – Кременчуг: ЧП Щербатых О.В. –  2014. – 262 с.
  3. Маслов А.Г. Иткин А.Ф., Саленко Ю.С. Вибрационные  машины  для  приготовления и уплотнения бетонных смесей. – Кременчуг: ЧП Щербатых А.В. – 2014. – 324 с.
  4. Маслов А.Г., Иткин А.Ф. Теоретические основы вибрационного уплотнения цементобетонных смесей. //Вісник Кременчуцького державного політехнічного університету, вип. 5/2004 (28).  – Кременчук, 2004. – С. 45 – 49.
  5. Maslov, A.G., Salenko, Y.S. (2014), Vibratsionnyie mashinyi i protsessyi v dorozhno-stroitelnom proizvodstve: monographiya [Vibrating machines and processes in road construction industry: monograph], PР Cherbatyh, Kremenchuk, Ukraine.


Все статьи автора «Маслов Александр Гаврилович»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: